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一种气压式耐火物料包装机控制系统的设计

来源:网络转载更新时间:2020-06-11 11:26:42点击次数:1801次

耐火材料生产厂家经常需要对粉状及小颗粒耐火物料进行自动称重及包装。某公司专门为此开发称重模块,配合PLC, 再加上文本显示器组成一套能够自由编程的称重系统。该称重系统运行可靠,操作简单,具有极好的重复性和高精度等优点。因此,在本工作中, 应用称重模块并结合粉状及小颗粒耐火物料的特点,利用气力输送的送料方法设计了一种 装袋质量在20 - 50 kg的气压式耐火物料包装机控制系统。实际运行表明提高了工作效率,取得了良好的经济效益。

1总体框图

该控制系统以PLC为核心, 辅以称重模块和文本显示器, 通过电磁阀来控制气动执行元件完成对粉状及小颗 粒耐火物料的自动称重及包装;同时还接有手动拨位 开关,用于进行手动控制。

2硬件

  1. 称重模块

是一种多用途称重模块,适用于所 有简单称重与测力任务。该紧凑型模块可以简便的 方式安装到自动化系统中,可直接 在PLC中存取当前质量数据,无需添加其他接口。

基本任务是测量传感器电压,然 后将测量值转换成质量值。要使用高达3个插值点 来计算质量,必要时以数字方式对信号进行滤波。除 了可测定质量之外,还可监测两个可任 意编程的极限值(可选择Min/Max),并借助状态位 将超过极限值的信号迅速发送给PLC。在出厂时已调校好。即使在没有校准块的情况下 也可对电子称进行理论校准,更换模块时也无需重新 校准电子称。所有系统组件之间能进行连续的标准 通讯,可迅速、可靠地集成在工艺设备中并具有诊断 功能,成本极为低廉。

拥有两个串行接口。1TY接口用 来连接数字式远程指示器。质量值与状态信息可显 示在远程指示器上。通过RS 232接口连接一台PC 机,即可对进行参数设定。此外,该接口也可用来与主机(例如PC)进行串行连接 (SIWAREX 协议),并可借助 STEP 7-Micro/WIN 将 集成到设备软件中。与串行通讯连接 的称重仪表相比,可省去连接到所需的高成本的通讯组件。将与一个或者多个电子秤配合使 用,就可在系统中形成一个可任意 编程的模块化称重系统,可根据需要对该系统进行调 整,使其适合生产要求。

  1. 文本显示器⑴

文本显示器是一种低成本的人机界面 (HMI),使操作员或用户能够与应用程序进行交互。 文本显示器是一种小型紧凑型设备,为与S7 -200 CPU进行界面连接提供了必需的组件。文本显示器允许进行下列操作:

  1. 组态一组层级用户菜单,为与应用程序交互 提供了另一种结构。
  2. 组态TD设备,使其显示由S7-200 CPU中的 特定位触发的报警或消息。
  3. 使用TD400C,可以査看、监视和更改您应用 程序固有的过程变量。
  4. TD400C是一个2行(大字体)或4行(小字 体)的文本显示设备,可以与S7-200CPU连接。
  5. TD400C为背光液晶显示(LCD),分辨率为 192 x 64o
  6. TD400C 通过 TD/CPU 电缆从 S7 -200 CPU 获得供电,或者也可由单独电源供电。
  1. 系列称重传感器

波纹管称重传感器特别适 用于小型斗秤和台秤。测量元件是一种由不锈钢制 成的双弯曲梁,弯曲梁上外加有4个应变片。安排应 变片时使2个应变片受到拉伸,2个应变片受到压 缩。在作用在测量方向上的负荷的影响下,弹性体和 随之变化的摩擦锁定应变片会发生弹性变形。这样 便产生一个与负荷呈比例的测量信号电压。

3软件

3.1 PLC和TD400C资源分配⑴

根据控制系统要求及所选PLC和TD400C的硬 件特点,PLC和TD400C的输入输出资源分配情况如表1所示。

3.2控制系统程序流程⑵

该控制系统程序分为手动和自动两部分:手动即

被控对象

TD400C

PLC输入点

PLC输岀点

A进料口电磁阀

F1

10.0

Q0.0

B出料口电磁阀

F2

10.1

Q0.1

C进气口电磁阀

F3

10.2

Q02

D排气口电磁阀

F4

10.3

Q0.3

E压袋电磁阀

F5

10.4

Q0.4

F卸袋电磁阀

F6

10.5

Q0.5

程序自动开关

F8

10.7

 

所有的操作依靠人工操作钮子开关来完成,自动即除 了手工放袋以外所有的操作由程序自动完成。该控 制系统程序的初始状态为压缩空气气源开状态、鼓风 机开状态、A进料口关闭状态、B出料口关闭状态、C 进气口关闭状态、D排气口打开状态、E压袋松开状 态和F卸袋气缸复原状态。具体程序流程如图2所示

包装机具体程序流程图

4应用

经过实际运行,装袋质量在20 ~50 kg时,根据不 同质量,每分钟装袋数量为2~5袋,装袋质量误差在 0.2%以内,达到了预期效果,很大程度上提高了工作 效率,取得了良好的经济效益。

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